UNIVERSIDADE DOS AÇORES
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
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Relatório de estágio realizado por:
João Filipe Mendes Fernandes
Licenciatura em Engenharia do Ambiente
Estágio realizado no âmbito e apoio do projecto CLIMAAT (Interreg – IIIB – MAC 2.3/A3)
Angra do Heroísmo
UNIVERSIDADE DOS AÇORES
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
CARACTERIZAÇÃO CLIMÁTICA DAS ILHAS DE SÃO MIGUEL
E SANTA MARIA COM BASE NO MODELO CIELO
Relatório de estágio realizado por:
João Filipe Mendes Fernandes
Estágio realizado no âmbito e apoio do projecto CLIMAAT (Interreg – IIIB – MAC 2.3/A3)
AGRADECIMENTOS
Ao Professor Dr. Eduardo Brito de Azevedo, da Universidade dos Açores, pela sua orientação, críticas e sugestões que contribuíram para a realização e constante aperfeiçoamento do presente trabalho, bem como a minha integração no projecto CLIMAAT (Clima e Meteorologia dos Arquipélagos Atlânticos), facto determinante para a conclusão deste estágio.
Agradeço de forma especial à minha noiva Elsa, aos meus pais, e restante família por todo o amor, incentivo e compreensão, que demonstraram ao longo destes anos.
Às minhas colegas de estágio, Cátia Arruda e Isabel Silva, por todo o apoio ao longo do período em que trabalhamos juntos.
Sem esquecer a hospitalidade e carinho de Mavilde Silveira, que me acolheu em sua casa, e a amizade e ajuda de Cassandro Ramã, José Rebelo, Enoque e Filomena Nunes, Pedro e Marta Esteves.
Quero também agradecer a todos os meus amigos, principalmente aos que conheci durante este percurso e também a todos os professores desta instituição, pelo conhecimento e orientação que me transmitiram.
RESUMO
O presente trabalho pretende concretizar a Caracterização Climática das Ilhas São Miguel e Santa Maria, pertencentes ao Grupo Oriental do Arquipélago dos Açores, a partir da aplicação de um modelo de simulação climática para Ambientes Insulares (Modelo CIELO).
A caracterização das Ilhas é feita com base na interpretação e apresentação dos valores das diferentes variáveis disponíveis para análise, de uma forma descritiva e sintética, na forma de quadros numéricos, na forma de gráficos e com recurso a cartografia ilustrativa da distribuição espacial das variáveis em questão, para toda a superfície de cada ilha, tendo em conta que os valores apresentados correspondem, às condições simuladas para os anos normais.
Para cada uma das ilhas em estudo, foi criado um Sistema de Informação Geográfica, que foi utilizado como ferramenta de produção, criação e armazenamento da informação gerada pelo modelo, sob a forma de dados gráficos e alfanuméricos.
A organização do presente relatório é feita em 5 capítulos, descritos de seguida:
no CAPÍTULO I procede-se à descrição e caracterização Geral do Arquipélago dos Açores;
no CAPÍTULO II é feita a descrição e caracterização do ambiente geográfico de implementação do Modelo CIELO para as ilhas em estudo;
no CAPÍTULO III são descritos os modelos e metodologias utilizados no contexto deste trabalho, assim como os procedimentos necessários e os resultados da validação da aplicação do modelo a cada uma das Ilhas em estudo;
no CAPÍTULO IV é referida a organização dos SIG’s desenvolvidos e também os materiais e métodos utilizados;
no CAPÍTULO V são discutidos os resultados da aplicação do Modelo CIELO para cada uma das Ilhas em estudo, sendo seguidamente apresentadas as conclusões retiradas do presente trabalho.
ÍNDICE GERAL
AGRADECIMENTOS ... I RESUMO... II ÍNDICE GERAL ... IV ÍNDICE DE FIGURAS ... VII ÍNDICE DE TABELAS ... IX
INTRODUÇÃO ... 1
Capítulo 1 - CARACTERIZAÇÃO GERAL DO ARQUIPÉLAGO... 3
1.1 Localização Geográfica ... 3
1.2 Geomorfologia... 5
1.3 Enquadramento Climático ... 7
1.3.1. Variáveis Climáticas... 9
1.4 Hidrologia... 11
Capítulo 2 - CARACTERIZAÇÃO DAS ILHAS EM ESTUDO ... 13
2.1 Caracterização geral de São Miguel ... 13
2.1.1. Localização geográfica... 13
2.1.2. Geomorfologia... 13
2.2 Localização geral de Santa Maria... 22
2.2.1. Localização geográfica... 22
2.2.2. Geomorfologia... 22
Capítulo 3 - METODOLOGIAS E MODELOS UTILIZADOS ... 29
3.1 Caracterização do Clima... 29
3.1.1. Modelos Empíricos de Base Estatística... 29
3.1.1.2. Análise estatística dos elementos climáticos da ilha de Santa Maria. 37
3.1.2. Modelos de Base Física ... 43
3.1.2.1. Modelo CIELO... 43
3.1.3. Validação e recalibração do modelo CIELO... 50
3.1.3.1. Validação do Campo da Temperatura ... 51
3.1.3.2. Validação do Campo da Precipitação... 59
3.1.4. Metodologias de Classificação Climática ... 63
3.1.4.1. Índices Climáticos ... 63
Capítulo 4 – SIG CLIMÁTICO ... 67
4.1. Material... 67
4.2. Metedologia... 68
4.2.1 Recolha de Dados ... 69
4.2.2 Organização dos SIG’s ... 70
Capítulo 5 - DISCUSSÃO DOS RESULTADOS DA APLICAÇÃO DO MODELO CIELO ... 72 5.1 São Miguel... 72 5.2 Santa Maria... 76 CONCLUSÃO... 80 BIBLIOGRAFIA ... 81 ANEXOS ... 84
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1.1 - Localização do Arquipélago dos Açores (Fonte: PRA, 2001)... 3
Figura 2.1 – Localização da ilha de São Miguel (Fonte: PRA, 2001)... 13
Figura 2.2 - Altimetria da ilha de São Miguel e perfis traçados (Fonte: Serviços de Cartografia do Exército). ... 14
Figura 2.3– Histograma das áreas de superfície e curva hipsométrica da ilha de São Miguel... 14
Figura 2.4 - Carta dos declives da ilha de São Miguel... 15
Figura 2.5 - Distribuição dos declives da ilha de São Miguel... 15
Figura 2.6 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção a no sentido N-S. ... 16
Figura 2.7 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção b no sentido N-S... 17
Figura 2.8 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção c no sentido N-S. ... 17
Figura 2.9 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção d no sentido N-S... 18
Figura 2.10 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção e no sentido N-S. ... 19
Figura 2.11 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção f no sentido E-O. ... 20
Figura 2.12 – Orientação do relevo da ilha de São Miguel. ... 20
Figura 2.14 - Localização da ilha de Santa Maria (Fonte: PRA, 2001). ... 22
Figura 2.15 - Altimetria da ilha de Santa Maria e perfis traçados (Fonte: Serviços de Cartografia do Exército). ... 23
Figura 2.16 – Histograma das áreas de superfície e curva hipsométrica da ilha de Santa Maria... 23
Figura 2.17 - Carta dos declives da ilha de Santa Maria. ... 24
Figura 3.1 – Valores médios da temperatura do ar (ºC), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel... 31
Figura 3.2 – Valores da amplitude da temperatura do ar (ºC), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel... 32
Figura 3.3 – Valores médios da precipitação total (mm), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel... 33
Figura 3.4 – Valores acumulados da precipitação total (mm) anual, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel... 33
Figura 3.5– Valores médios da humidade relativa do ar às 9 horas (%), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel ... 34
Figura 3.6 – Valores da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, médios mensais, na estação meteorológica de Ponta Delgada... 35
Figura 3.7 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h), na estação meteorológica de Ponta Delgada. ... 35
Figura 3.8 – Valores médios mensais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, na estação meteorológica da Nordela. ... 35
Figura 3.9 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h), na estação meteorológica da Nordela... 35
Figura 3.10 – Valores médios mensais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, na estação meteorológica do Cerrado dos Bezerros. ... 36
Figura 3.11 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h) , na estação meteorológica do Cerrado dos Bezerros... 36
Figura 3.12 – Valores médios da nebulosidade total (horas), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel (Não existem valores para a estação do
Cerrado dos Bezerros). ... 36
Figura 3.13– Valores médios mensais da temperatura do ar (ºC), nas estações climatológicas da ilha de St.ª Maria. ... 38
Figura 3.14 – Valores da amplitude média mensal da temperatura do ar (ºC), nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria... 38
Figura 3.15– Valores médios da precipitação total (mm), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria. ... 39
Figura 3.16 – Valores acumulados da precipitação total (mm), anuais, nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria. ... 40
Figura 3.17 – Valores médios mensais da humidade relativa do ar às 9 horas (%), nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria... 40
Figura 3.18 – Valores médios anuais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, na estação meteorológicas do Aeroporto... 41
Figura 3.19 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h), na estação meteorológicas do Aeroporto. ... 41
Figura 3.20 – Valores médios anuais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, na estação meteorológica das Fontinhas... 42
Figura 3.21 – Valores médios mensais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, na estação meteorológica das Fontinhas... 42
Figura 3.22 – Valores médios mensais da nebulosidade total (horas), na estação meteorológica do Aeroporto... 42
Figura 3.23 – Domínio conceptual do modelo CIELO (Azevedo, 1996)... 46
Figura 3.24 - Validação da temperatura máxima do ar, ilha de São Miguel... 51
Figura 3.25 - Recalibração da temperatura máxima do ar, ilha de São Miguel. ... 52
Figura 3.26 - Validação da temperatura média do ar, ilha de São Miguel. ... 53
Figura 3.27 - Recalibração da temperatura média do ar, ilha de São Miguel. ... 53
Figura 3.28 - Validação da temperatura mínima do ar, ilha de São Miguel... 54
Figura 3.29 - Recalibração da temperatura mínima do ar, ilha de São Miguel... 55
Figura 3.30 - Validação da temperatura máxima do ar, ilha de Santa Maria. ... 56
Figura 3.31 - Recalibração da temperatura máxima do ar, ilha de Santa Maria. ... 56
Figura 3.32 - Validação da temperatura média do ar, ilha de Santa Maria. ... 57
Figura 3.33 - Validação da temperatura mínima do ar, ilha de Santa Maria... 58
Figura 3.34 - Recalibração da temperatura mínima do ar, ilha de Santa Maria. ... 58
Figura 3.35 - Validação da precipitação, ilha de São Miguel... 59
Figura 3.36 - Recalibração da precipitação da ilha de São Miguel. ... 60
Figura 3.37 - Validação da precipitação, ilha de Santa Maria... 61
Figura 3.38 - Recalibração da precipitação, ilha de Santa Maria... 61
Figura 4.1. – Interface do ArcView 3.2, (SIG de São Miguel). ... 69
(*) – Existe apenas para a Ilha de São Miguel ... 71
ÍNDICE DE TABELAS
Tabela 1.1.– Altitudes máximas (m) para as várias ilhas do arquipélago (Fonte:
Belerique, 1993) ... 6
Tabela 1.2. - Distribuição percentual da superfície das diferentes ilhas do arquipélago
por escalões de altitude (Fonte: Cunha et al., 1976, In Belerique, 1993)... 6
INTRODUÇÃO
“O estudo do clima é indispensável para uma correcta gestão dos recursos disponíveis (água, solos, formas de energia, etc.), para uma conciliação saudável de coabitação do homem com os restantes elementos que constituem o meio ambiente, nomeadamente através da compreensão do funcionamento dos ecossistemas (biologia, ecologia, etc.), para uma optimização da actividade humana (agricultura, urbanismo, lazer, etc.) e ainda para a salvaguarda de bens e serviços vitais (protecção das culturas, protecção civil, etc.)…” (Azevedo, 1996).
“Um estudo sobre o clima do arquipélago dos Açores tornou-se pertinente devido às características específicas deste arquipélago, como a sua localização, a grande distância de qualquer massa continental, a reduzida dimensão das ilhas, ou o facto de apresentarem uma complexidade morfológica e orográfica que induz a uma variação espacial significativa dos elementos do clima.” (Silva, 2003).
Tendo em conta que, para a maioria das ilhas açorianas, apenas se dispõe de informação meteorológica de rotina resultante das observações efectuadas na rede de estações climatológicas existentes, os parâmetros nelas observados consideram-se que apenas podem ser representativos das condições climáticas de uma zona limitada do território, isto porque, aspectos específicos e importantes como a orografia e os mecanismos advectivos e a intercepção da radiação, fazem com que a informação recolhida não traduza as reais condições climáticas da generalidade do território em causa.
Para a realização do presente trabalho optou-se por aplicar uma metodologia que, a partir da informação disponível e do conhecimento dos processos climáticos de expressão local, permitisse uma generalização da informação climática para a totalidade da superfície das ilhas em estudo.
O objectivo deste estágio é contribuir para a Caracterização Climática das Ilhas de São Miguel e Santa Maria pertencentes ao Grupo Oriental do Arquipélago dos
insulares (Modelo CIELO; Azevedo, 1996) e a criação de um Sistema de Informação Geográfica (SIG) de suporte à informação gerada e como ferramenta de armazenamento, acesso e manipulação da informação gráfica e alfanumérica.
Capítulo 1 - CARACTERIZAÇÃO GERAL DO ARQUIPÉLAGO
1.1 Localização Geográfica
O Arquipélago dos Açores localiza-se em pleno Oceano Atlântico, na região da Macaronésia (que inclui também os arquipélagos da Madeira, Canárias e Cabo Verde), entre os paralelos 36°45' e 39°’43' de latitude Norte e os meridianos 24°45' e 31°17' de longitude Oeste. As ilhas dos Açores, que no seu conjunto perfazem uma área de 2 352 km2, apresentam uma orientação marcadamente Noroeste – Sudeste, ao longo de cerca de 700 km de comprimento (Azevedo, 2001).
A ilha das Flores define o extremo ocidental do arquipélago (distando cerca de 3 900 km da costa da América do Norte) e o extremo oriental é definido pela ilha de Santa Maria (a uma distância aproximada de 1600 km da costa ocidental da Europa) (Azevedo, 2001).
As ilhas são agrupadas em três grupos: o Oriental (constituído pelas ilhas de Santa Maria e São Miguel), o Central (composto pelas ilhas Terceira, Graciosa, São Jorge, Pico e Faial) e o Ocidental (do qual fazem parte as ilhas das Flores e do Corvo), como se pode ver na figura1.1.
A génese das ilhas do Arquipélago do Açores decorre da actividade da microplaca com o mesmo nome a qual se situa na zona de tripla junção das placas tectónicas Americana, Euro-Asiática e Africana (na denominada Central Dorsal Atlântica), cuja convergência origina a dinâmica responsável pela sismicidade e vulcanismo actuantes nas ilhas. As ilhas dos grupos Oriental e Central encontram-se alinhadas segundo linhas de fractura que cortam obliquamente a falha Açores – Gibraltar e a Crista Média Atlântica (Azevedo, 2001).
1.2 Geomorfologia
As ilhas dos Açores, de origem vulcânica, são caracterizadas pela sua reduzida dimensão, pela existência de vales curtos e pequenas bacias de drenagem, por um relevo vigoroso dominado por elevados maciços vulcânicos e por uma linha de costa que apresenta arribas altas e escarpadas (Azevedo, 2001).
O arquipélago nasceu há poucos milhões de anos, por isso as ilhas mantêm formas de relevo muito recentes e nítidas. Nestas destacam-se cones vulcânicos, por vezes singulares, outras vezes por complexos aparelhos vulcânicos, estando estes dispostos ao longo de linhas de fractura (PDM Velas, in Silva I., 2003).
Quanto à cronologia geológica das ilhas do arquipélago a ilha de Santa Maria apresenta-se como a mais antiga, com 6 milhões de anos, e a mais recente é a ilha do Pico onde a parte mais recente apresenta uma idade de apenas 40 mil anos. As nove ilhas apresentam diferentes aspectos geomorfológicos consoante a idade e o tipo de erupção vulcânica que lhes deu origem, mas existem semelhanças quanto à orientação e contornos (PDM Velas, in Silva I., 2003).
Em São Miguel, Terceira, Graciosa e Corvo, as principais formas de relevo são determinadas pela existência de vulcões do tipo central, envolto por caldeiras. São Jorge apresenta uma estrutura do tipo linear, o Pico representa um tipo misto entre o vulcanismo linear e central, com um nítido alinhamento na sua parte este e um grande cone do tipo central no extremo oeste (Madruga, 1995).
As altitudes máximas são bastante variáveis entre as ilhas, desde os 402 m da ilha Graciosa até aos 2 351 m da ilha do Pico (Madruga, 1995). A maioria das ilhas possui uma altitude máxima que ronda os 1 000 m, encontrando-se uma parte significativa do seu território entre os 100 e os 400 m. As ilhas do Pico e das Flores possuem áreas planálticas, em posição central, no seio das quais se verifica a presença de lagoas. Nas ilhas de Santa Maria, Graciosa e Terceira surgem áreas aplanadas a cotas relativamente baixas, cerca de 300 m, e que se desenvolvem junto à costa.
A altitude máxima das ilhas são as apresentadas no Quadro 1.1 variando entre os 398 m na ilha Graciosa, e os 2.351 m da ilha do Pico.
Tabela 1.1.– Altitudes máximas (m) para as várias ilhas do arquipélago (Fonte: Belerique, 1993)
ILHA Pico Miguel São São Jorge Faial Terceira Flores Corvo Maria Stª Graciosa Altitude
Máxima 2351 1103 1053 1043 1021 914 720 587 398
Localização Pico Pico da. Vara Pico da Esperança. Cab. Gordo 2º. Santa
Barbara. Morro Alto Estreiti-nho Pico Alto Timão. Pico
Quanto à distribuição da superfície das ilhas pelas diferentes altitudes (Tabela 1.2), é de notar que quase 50% da área total das ilhas se encontra abaixo dos 300 metros de altitude, e que as ilhas do Pico, Faial e S. Jorge são aquelas que possuem maior área a altitudes mais elevadas.
Esta variação da altitude assume grande importância, dado que, associada a ela, existem grandes diferenças edafo-climáticas e de aptidão de uso dos solos (Madruga, 1995).
Tabela 1.2. - Distribuição percentual da superfície das diferentes ilhas do arquipélago por
escalões de altitude (Fonte: Cunha et al., 1976, In Belerique, 1993) ILHA Zonas - Altitude Santa Maria São
Miguel Terceira Graciosa São
Jorge Faial Pico Flores Total 0 - 300 85,4 50,5 55,9 94,9 29,9 53,6 41,0 32,8 49,1 300 - 600 14,6 36,5 37,6 5,1 48,5 34,2 25,1 48,0 34,5 600 - 800 - 11,0 4,6 - 17,9 7,8 17,5 18,0 11,4
1.3 Enquadramento Climático
“O clima do Arquipélago dos Açores é essencialmente ditado pela localização geográfica das ilhas no contexto da circulação global atmosférica e oceânica e pela influência da massa aquática da qual emergem” (Azevedo, 1996).
Devido à sua génese, as ilhas vulcânicas são, na sua maioria, parcelas de pequena dimensão e com forte desenvolvimento em altitude o que origina uma variação espacial das condições climáticas mais acentuada e mais rápida do que noutras regiões mais planas (Azevedo, 2001).
Devido à sua localização geográfica em latitude e à sua posição no meio do Atlântico, as ilhas dos Açores apresentam um clima nitidamente temperado marítimo, fortemente influenciado pela circulação zonal de oeste, pelas massas de ar húmido que provêem de sudoeste, pela corrente quente do Golfo que o suaviza, e pela oscilação anual do anticiclone dos Açores.
Embora suave, o clima é instável. O capricho dos ventos e das nuvens muda a cada minuto o aspecto do céu, facto que deu origem à frase popular “quatro estações num só dia”. As situações climáticas observáveis no arquipélago dos Açores são resultantes, em larga medida, da circulação atmosférica geral no Atlântico Norte. O estado do tempo depende, fundamentalmente, do desenvolvimento, orientação e deslocação do anticiclone dos Açores, bem como do consequente jogo de massas de ar a ele associadas (tropical marítimo e polar marítimo).
O clima destas ilhas apresenta uma sazonalidade medianamente marcada, mas as quatro estações do ano, que são típicas dos climas temperados, são reconhecíveis. Os Invernos podem ser muito chuvosos, mas não se manifestam muito rigorosos (Azevedo, 2001).
Caracterizado pela amenidade térmica, pelos elevados índices de humidade do ar (com um valor anual médio de cerca de 80 %) e por um regime de ventos
persistentes, a caracterização sazonal do clima das ilhas dos Açores é particularmente ditada pelo regime pluviométrico (Azevedo, 2001).
A humidade e a pluviosidade são muito elevadas em todas as ilhas. No entanto observa-se alguma irregularidade na distribuição das chuvas, sendo as ilhas do grupo Ocidental (Flores e Corvo) as mais húmidas e chuvosas. Devido à altitude, as zonas mais elevadas das ilhas de todos os grupos apresentam temperaturas significativamente mais baixas podendo, o cimo do Pico (2351m) cobrir-se de neve no Inverno (DROTRH, 2001).
A precipitação média anual sobre as nove ilhas da Região Autónoma dos Açores é de 1930 mm (DROTRH, 2001).
O relevo das ilhas apresenta-se como um dos mais importantes factores climáticos o qual, para além de interferir com a velocidade e direcção do vento provoca a subida de ar húmido ao longo das arribas e vertentes originando a formação de nuvens de relevo, nevoeiros e precipitações orográficas (Azevedo, 2001).
Segundo Azevedo (2001), e de acordo com a classificação de Köppen, o clima dos Açores está abrangido pela categoria dos climas temperados quentes (Grupo C), caracterizados por apresentarem Verão e Inverno e a temperatura média do mês mais frio ser inferior a 18ºC mas superior a - 3ºC. Ainda de acordo com o mesmo sistema de classificação, a amenidade do clima das ilhas pode ser enfatizada pela conjugação da letra b a estes dois códigos passando ambos, Csb e Cfb, a significar que a temperatura média do mês mais quente não ultrapassa em média os 22ºC, onde
s
indica um clima húmido mas com verão seco, ef
um clima húmido em todas as estações (Azevedo, 2002).1.3.1. Variáveis Climáticas
Temperatura do ar
Ao longo da zona litoral a temperatura média anual em todo o arquipélago, ronda os 17,5ºC. Para a mesma localização os valores da temperatura média mensal são sempre superiores a 10,0ºC. A temperatura varia regularmente ao longo do ano ocorrendo a máxima em Agosto, próxima dos 22,0ºC. As temperaturas médias mensais mais baixas, próximas dos 14,5ºC, ocorrem no mês de Fevereiro. Em altitude, a temperatura decresce de forma regular à razão de 0,9ºC por cada 100 metros até ser atingida a temperatura do ponto de orvalho a uma altitude, em média, próxima dos 400 metros. A partir daí, dada a cedência de energia à atmosfera pelo processo de condensação, a temperatura decresce de uma forma menos brusca, à razão média de 0,6ºC por cada 100 metros (Azevedo, 2002).
Precipitação
A precipitação média anual ao nível do mar para a zona do Atlântico Norte onde se localiza o arquipélago dos Açores varia entre os dos 700 mm e os 900 mm. Contudo, o impulso orográfico sofrido pelo ar aquando da proximidade das ilhas faz com que junto ao litoral de cada ilha a precipitação anual seja já superior a estes valores. A precipitação observada ao nível do mar aumenta de Leste para Oeste variando entre os 775 mm observados na ilha de Sta. Maria até aos 1700 mm observados na ilha das Flores, tendo tendência a ser mais elevados nas encostas viradas a Norte, isto, para a mesma altitude. Os meses de Setembro a Março concentram 75% do total da precipitação anual (Azevedo, 2002).
Humidade relativa do ar
A humidade relativa do ar dos Açores é caracterizada por ser elevada durante todo o ano. Os valores médios mensais rodam os 80%. São raros os dias em que se observam valores abaixo dos 50%. A humidade relativa atinge no litoral valores
costa norte quando comparada com a observada nas costas viradas a sul devido à predominante origem tropical das massas de ar que chegam às ilhas pelo sul, em oposição ao ar mais seco que provém da circulação atmosférica que chega de norte (Azevedo, 2002).
Velocidade e direcção do vento
No arquipélago predominam os ventos do quadrante Oeste e regra geral verifica-se um aumento dessa predominância das ilhas do grupo Oriental para as do grupo Ocidental. A velocidade média do vento aumenta das ilhas do Grupo Oriental para as do Grupo Ocidental. Em todas as ilhas a velocidade do vento aumenta com a altitude. A velocidade média anual dos ventos ronda os 17 km/h. Nos meses de Inverno a velocidade média aproxima-se dos 20 km/h, enquanto que, nos meses de Verão, a velocidade média diminui para valores próximos dos 10 km/h (Azevedo, 2002).
Radiação solar e insolação
Segundo Azevedo (2002) a quantidade de energia proveniente da radiação solar calculada para uma superfície horizontal no topo da atmosfera à latitude média dos Açores é da ordem dos 42 MJ por m2/dia por altura do solstício de Verão, mas diminui para 15 MJ por m2/dia durante o solstício de Inverno. Por se encontrar numa zona de choque de massas de ar com características distintas, o arquipélago está durante grande parte do tempo sujeito a nebulosidade de origem frontal. Além das ilhas se apresentarem como obstáculos à passagem de massas de ar húmido que, devido à orografia característica, é obrigado a contornar o relevo em altitude, as ilhas estão grande parte do tempo sob a influência de nebulosidade de origem orográfica. Destas circunstâncias resulta um índice de insolação baixo, a rondar em média anual os 35% quando comparado com o total de horas de insolação possíveis. Esta circunstância explica que durante o verão os valores ficam reduzidos, em média, a 20 MJ por m2/dia enquanto que no Inverno não ultrapassam os 6 MJ m2/dia. A insolação é significativamente superior junto ao litoral quando comparada com a observada em altitude e, portanto, tende a ser superior nas ilhas mais baixas (Azevedo, 2002).
1.4 Hidrologia
O factor orográfico está na origem de grande parte da precipitação observada, sendo que nas zonas mais elevadas de algumas ilhas a precipitação chega a ser superior aos 5000 mm anuais. A conjugação dessa elevada pluviosidade com os grandes declives decorrentes da juventude geológica e da sua origem vulcânica, leva ao aparecimento de uma densa rede de drenagem em torno dos maciços mais relevantes. A grande maioria desses cursos de água é de regime torrencial com leitos e perfis muito irregulares. Os caudais escoados são geralmente elevados e, devido aos grandes declives, as velocidades de escoamento são frequentemente elevadas (Meneses, 1987).
A maior capacidade de drenagem verifica-se nas vertentes mais inclinadas onde dominam pastagens permanentes, enquanto a maior infiltração ocorre principalmente nas formações basálticas recentes, revestidas por vegetação natural, constituindo assim áreas importantes na recarga dos aquíferos. As formas de relevo são responsáveis, em grande parte, pela forma assumida pelas redes hidrográficas, especialmente neste ambiente insular jovem, onde a erosão ainda não desempenhou um papel preponderante na modelação da paisagem (DROTRH, 2001).
Devido às características geomorfológicas das ilhas, as bacias são caracterizadas pela sua pequena extensão, tendo a bacia hidrográfica de maior dimensão de todo o arquipélago (bacia da Ribeira Quente em S. Miguel) cerca de 38 km2. Assim, as zonas onde o relevo se apresenta mais acidentando e os declives são maiores tendem a coincidir com aquelas onde a densidade de drenagem é maior, originando bacias hidrográficas mais pequenas e complexas (Azevedo, 2002).
Os cursos de água existentes não têm uma extensão significativa. O maior curso de água, a ribeira da Povoação, tem cerca de 29 km de comprimento. Devido à sua extensão bem como ao seu regime de escoamento não é adoptada na Região Autónoma dos Açores a designação de rios mas sim de ribeiras e grotas (DROTRH, 2001).
As lagoas do arquipélago decorrem da existência de depressões, resultantes na maior parte dos casos do colapso das bolsas magmáticas dos antigos vulcões, conduzindo à formação de bacias endorreicas1. Em consequência da alteração dos materiais do fundo das caldeiras, que originaram a sua impermeabilização, verifica-se a acumulação das águas pluviais (Azevedo, 2002).
A maioria dos cursos de água apresenta um regime temporário e torrencial, com valores de caudal relativamente elevados no Inverno e praticamente nulos no verão. As situações de escoamento em regime permanente estão associadas ao descarregamento de lagoas ou ao débito de aquíferos suspensos através de nascentes, ou ainda ao escoamento de águas de superfície acumuladas em zonas de turfeira. (Azevedo, 2002).
Capítulo 2 - CARACTERIZAÇÃO DAS ILHAS EM ESTUDO
2.1 Caracterização geral de São Miguel
2.1.1. Localização geográfica
A ilha de São Miguel, a maior ilha do Arquipélago dos Açores, faz parte do Grupo Oriental, situando-se aproximadamente entre os paralelos 37º 42’ e 37º 55’ latitude norte e os meridianos 25º 51’ e 25º 7’ de longitude a oeste de Greenwich.
Figura 2.1 – Localização da ilha de São Miguel (Fonte: PRA, 2001).
2.1.2. Geomorfologia
Com um comprimento de cerca de 65 km e uma largura que varia entre os 8 e os 15 km, São Miguel tem uma superfície de 745,48 km2 e, segundo Zbyszewski (1958), está dividida em oito regiões morfologicamente diferentes. Estas são: Maciço Vulcânico das Sete Cidades; Região dos Picos; Maciço Vulcânico do Fogo; Planalto do Nordeste e da Serra da Trunqueira e Planalto Litoral Norte (Zbyszewski in Pacheco, 1995).
Figura 2.2 - Altimetria da ilha de São Miguel e perfis traçados (Fonte: Serviços de Cartografia do Exército).
Analisando o histograma das áreas e a curva hipsométrica da figura 2.3 podemos verificar que 65,5% da área da ilha se encontra abaixo da cota dos 400m. O território acima dos 800 metros corresponde apenas a 2,37% da área, culminando nos 1105m de altitude no Pico da Vara.
0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Cota (m) Á re a d a Su p e rf íc ie a c ima da c o ta ( % ) 0 5 10 15 20 25 Á re a d e S u p e rf íc ie d e c a d a c o ta (% )
Figura 2.4 - Carta dos declives da ilha de São Miguel.
Como mostram as figuras 2.5 e 2.6, cerca de 71% da área da ilha de S. Miguel apresenta um declive entre 0 % a 20%. Os restantes 29% da área da ilha apresentam declives superiores a 20% atingindo o declive máximo de 90%.
48,21 22,76 14,80 8,64 3,85 1,35 0,35 0,04 0,00 0 10 20 30 40 50 60 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 70 - 80 80 - 90 Declive (%) P e rc e n tag e m (% )
Maciço Vulcânico das Sete Cidades
Este complexo aparelho vulcânico, cujo diâmetro de base é de cerca de 14 km, constitui a parte ocidental da Ilha e tem a parte central ocupada por uma enorme caldeira de explosão e afundamento (Caldeira das Sete Cidades). Esta caldeira é configurada por um limite de paredes verticais com cerca de 5 km de diâmetro e 400 m de profundidade. No seu interior existem vários aparelhos vulcânicos secundários, possuindo a sua maioria lagoas (Pacheco, 1995).
0 100 200 300 400 500 600 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Distância (km) E levaçã o
Figura 2.6 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção a no sentido N-S.
Região dos Picos
A Região dos Picos estabelece a ligação entre a região anterior e o Maciço Vulcânico do Fogo. Trata-se de uma área relativamente baixa, com uma altitude média não superior a 200 metros. O seu ponto mais alto é a Serra Gorda com 485 m de altitude. Tem cerca de 12 km de largura (N-S) e possui numerosos cones vulcânicos que na sua maioria estão localizados ao longo de antigas falhas de orientação geral NW-SE (Pacheco, 1995).
0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Distância (km) E lev ação
Figura 2.7 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção b no sentido N-S.
Maciço Vulcânico do Fogo
Também conhecido por vulcão da Serra de Água de Pau, este maciço vulcânico possui uma cratera principal cujo diâmetro varia entre os 2,5 km e os 3 km e uma profundidade de 325 m. No seu interior encontra-se a Lagoa do Fogo, cujas margens se encontram a uma cota de 610 m. O ponto mais alto deste maciço vulcânico é o Pico da Barrosa com 949 metros (Pacheco, 1995).
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Distância (km) E le vação
Planalto da Achada das Furnas
A separar o vulcão da serra de Água de Pau do Vulcão das Fumas, situa-se o Planalto da Achada das Fumas. É uma estrutura formada por numerosos cones de escórias vulcânicas muitos dos quais possuindo lagoas no interior das suas crateras. A altitude média situa-se entre os 400-500 metros (Pacheco, 1995).
Vulcão das Furnas
O vulcão das Fumas é constituído por uma enorme caldeira de explosão e afundamento, muito erodida, de paredes interiores verticais, cujo maior diâmetro é de cerca de 6 Km e profundidade de 290 m. O fundo é ocupado por uma grande lagoa e uma zona aplanada (Pacheco, 1995).
0 100 200 300 400 500 600 700 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Distância (km) E le vação
Figura 2.9 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção d no sentido N-S.
Vulcão da Povoação
O vulcão da Povoação é o mais erodido de todos os aparelhos vulcânicos da ilha de S. Miguel. Apresenta uma enorme cratera aberta a sul, com seu interior profundamente escavado por uma densa rede de ribeiras que convergem a sul e se juntam para desaguar na praia da Povoação (Pacheco, 1995).
Região do Nordeste e da Serra da Tronqueira
A principal linha de relevo da região (Serra da Tronqueira) corresponde a uma crista de orientação NW-SE, que se estende entre o Pico Verde e o Lombo Gordo. Os pontos mais altos desta região são o Espigão do Galego (908 m) e o Pico Bartolomeu (888 m), deles divergindo para Leste uma série de “lombas” inclinadas e separadas por vales estreitos e profundos (Pacheco, 1995).
O vale da Ribeira do Guilherme ou dos Moinhos separa a Serra da Tronqueira do Maciço do Pico da Vara, cujo ponto mais alto atinge 1105 m de altitude (ponto mais alto da ilha). 0 200 400 600 800 1000 1200 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Distância (km) E levação
Figura 2.10 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção e no sentido N-S.
Planalto Litoral Norte
É uma região constituída por um conjunto de “lombas”, mais ou menos paralelas que, diminuindo gradualmente o seu declive, descem do Planalto dos Graminhais até à costa Norte. Estas “lombas” estão separadas por vales profundos, moldados pela erosão hídrica (Pacheco, 1995).
Por fim, a figura 2.11, apresenta o perfil longitudinal da ilha de São Miguel, onde é possível reconhecer a Lagoa do Fogo e a Lagoa das Sete Cidades.
0 200 400 600 800 1000 1200 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 Distância (km) E lev ação
Figura 2.11 - Perfil da ilha de São Miguel segundo a direcção f no sentido E-O.
Figura 2.12 – Orientação do relevo da ilha de São Miguel.
Pela observação das figuras 2.12 e 2.13 pode-se concluir que na ilha de São Miguel a exposição do terreno segundo as orientações geográficas está distribuído por todas as orientações geográficas . As orientações geográficas menos representativas são as Norte e Nordeste, com 6,63% e 6,28% respectivamente. Todas as restantes encontram-se distribuídas entre os 10,48% (sul) e os 12,91% (sudeste). Há ainda que realçar o valor de 16,56% do terreno plano, que não é de todo revelador a real situação,
pois as enormes áreas das diferentes lagoas, existentes nesta ilha, são assumidas pela ferramenta de cálculo do ArcView como terreno plano.
6,63 6,28 12,72 10,97 10,48 12,91 12,11 11,34 16,56 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Plano Norte Nordeste Este Sudeste Sul SudoesteOesteNoroeste Quadrante
%
2.2 Localização geral de Santa Maria
2.2.1. Localização geográfica
A ilha de Santa Maria, uma das mais antigas do Arquipélago dos Açores, faz parte do Grupo Oriental, situa-se aproximadamente entre os paralelos 36º45’ e 37º10’ latitude norte e os meridianos 24º45’ e 25º12’ de longitude a oeste de Greenwich (Zbyszewski, 1961).
Figura 2.14 - Localização da ilha de Santa Maria (Fonte: PRA, 2001).
2.2.2. Geomorfologia
Com uma superfície de 97,1 km2 esta ilha é composta por uma parte praticamente plana, que ocupa toda a parte oeste, e uma parte, a leste, extremamente acidentada. Tem como ponto mais alto o Pico Alto, com uma altitude máxima de 590 metros, que percorre um eixo de orientação SSE-NNW (Agostinho, 1942).
Figura 2.15 - Altimetria da ilha de Santa Maria e perfis traçados (Fonte: Serviços de Cartografia do Exército).
Analisando a figura 2.16, que representa a curva hipsométrica e o histograma das área, verificamos que 85% da ilha (82,5 km2) encontra-se abaixo dos 300m. Acima desta classe, os restantes 15%, representam uma área de cerca de 14,6 km2.
0 20 40 60 80 100 0 100 200 300 400 500 Cota (m) Á re a d a S u p e rf íc ie a c im a d a c o ta (% ) 0 5 10 15 20 25 30 35 Á re a d e S u p e rf íc ie d e cad a co ta ( % )
A figura 2.17 e 2.18 mostram-nos a distribuição dos declives onde se pode constatar que a ilha tem, na sua maioria, um declive inferior a 10% correspondente a cerca de 50% da área do território o que equivale a cerca de 48.5 km2. Os restantes 50% do território apresentam um declive superior a 10% que, no máximo, pode chegar aos 80%.
Figura 2.17 - Carta dos declives da ilha de Santa Maria.
50,28 21,74 13,77 8,10 4,01 1,60 0,44 0,06 0 10 20 30 40 50 60 0 - 10 10 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70 70 - 80 Declive (%) P e rcen ta g e m (% )
Morfologicamente a ilha divide-se em duas zonas distintas:
Região da Vila do Porto:
Esta zona é caracterizada por um relevo pouco pronunciado como podemos observar no perfil da figura 2.19 que, no sentido S – N, se estende desde a Vila do Porto até à Ponta dos Frades.
0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 1 2 3 4 5 6 7 Distância (km) E levação
Figura 2.19 – Perfil da ilha de Santa Maria segundo a direcção a no sentido S-N.
Maciço do Pico Alto
No Maciço do Pico Alto é o de maior destaque na ilha atingido o ponto de maior altitude que atinge os 590 metros (ver figuras 2.20 e 2.21). Na figura 2.21 é possível distinguir a zona plana da ilha, referida anteriormente, que é ocupada pelo aeroporto da ilha de Santa Maria.
0 100 200 300 400 500 600 700 0 1 2 3 4 5 6 7 Distância (km) E levação
Figura 2.20 - Perfil da ilha de Santa Maria segundo b direcção a no sentido S-N.
0 100 200 300 400 500 600 0 1 2 3 4 5 6 7 7 8 9 10 11 12 Distância (km) E lev ação
Nos perfis das figuras 2.22 e 2.23 pode ser observado o desenvolvimento do maciço do Pico Alto mas agora mais junto da costa. É de realçar o aparecimento, ao longo do perfil, de alterações abruptas do relevo que representam os talvegues de ribeiras como é o caso da Ribeira do Panasco.
0 100 200 300 400 500 600 0 1 2 3 4 5 6 7 7 8 9 10 11 12 13 14 Distância (km) E le vação
Figura 2.22 - Perfil da ilha de Santa Maria segundo d direcção a no sentido E-O.
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 1 2 3 4 5 6 7 7 8 9 10 Distância (km) E le vação
A orientação do relevo da ilha de Santa Maria está representada nas figuras 2.24 e 2.25. A orientação mais significativa é a orientação a nordeste com cerca de 18,21%, seguido dos 16,38% de terreno plano. A orientação oeste representa 15,32%. A orientação de menor representação é a de norte, com apenas 4,7%.
Figura 2.24 – Orientação do terreno da ilha de Santa Maria.
16,38 4,70 5,51 8,90 9,73 9,61 11,64 15,32 18,21 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Plano Norte Nordeste Este Sudeste Sul Sodueste Oeste Noroeste
Quadrante
%
Capítulo 3 - METODOLOGIAS E MODELOS UTILIZADOS
3.1 Caracterização do Clima
A informação meteorológica que serve de base à monitorização ou caracterização do clima das diferentes regiões, neste caso particular as insulares, pode ter várias origens, tendo características específicas de fiabilidade e de resolução de acordo com as metodologias empregues e com limitações que advêm dos meios e processos utilizados na sua obtenção (Azevedo, 1996).
3.1.1. Modelos Empíricos de Base Estatística
A descrição quantitativa do clima das diferentes ilhas dos Açores tem sido feita com base nos valores das observações efectuadas na rede de estações climatológicas sob a tutela do Instituto de Meteorologia (IM), a maioria das quais tem apenas vocação sinóptica enquanto que outras estão dedicadas ao apoio aeronáutico.
Uma vez que, na sua maioria estão localizadas a baixa altitude e próximas do litoral, os parâmetros nelas observados e registados só possam ser representativos das condições climáticas de uma zona limitada do território. Factores específicos e importantes tais como a orografia, os mecanismos advectivos e de intercepção da radiação, não são frequentemente reflectidos neste tipo de informação pelo que a informação assim recolhida dificilmente traduz as condições climáticas da generalidade do território (Azevedo, 1999 In Azevedo et al., 2001).
3.1.1.1.Análise estatística dos elementos climáticos da ilha de São Miguel
Os valores que serviram de referência para esta análise estatística foram recolhidos nas seguintes estações meteorológicas do IM:
- Estação Meteorológica de Ponta Delgada, localizada a 35 metros de altitude, a uma latitude de 37º45’ Norte e à longitude 25º40’ Oeste. Foram utilizados os registos correspondentes ao período de 1978 a 1990 (Pressão, Temperatura, Humidade e Nebulosidade), e ao o período de 1961 a 1990 para os restantes parâmetros;
- Estação Meteorológica da Nordela, a 71 metros de altitude, com latitude de 37º44’ Norte, com longitude 25º42’ Oeste, durante o período de 1961 a 1990;
- Estação Meteorológica do Cerrado dos Bezerros, a 440 metros de altitude, com latitude de 37º45’ Norte, com longitude 25º22’ Oeste, durante o período de 1979 a 1990 (Temperatura, Humidade e Nebulosidade às 9h) e durante o período de 1961 a 1990;
- Estação Meteorológica das Furnas, a 290 metros de altitude, com latitude de 37º46’ Norte, com longitude 25º19’ Oeste, durante o período de 1979 a 1990;
- Estação Meteorológica de Chã da Macela, a 309 metros de altitude, com latitude de 37º46’ Norte, com longitude 25º32’ Oeste, durante o período de 1979 a 1990.
Os valores e a representação gráfica das diferentes variáveis climáticas para cada uma das estações referidas encontram-se no Anexo II.
TEMPERATURA DO AR:
Ao analisar o gráfico da figura 3.1 podemos concluir que a variação da temperatura ao longo do ano é regular em todas as estações. O mês de Agosto é aquele em que a temperatura média é mais elevada. A temperatura média mais baixa é registada no mês de Fevereiro.
A temperatura média do ar na estação de Ponta Delgada atinge aos 22ºC no mês de Agosto. De todas as estações é a que regista, para o mesmo mês, a temperatura mais elevada, em oposição à estação do Cerrado dos Bezerros é a que apresenta a temperatura mais baixa, 18,8ºC. A temperatura média mensal mais baixa é registada em Fevereiro atingindo os 13,9ºC em Ponta Delgada, e os 10,7ºC na estação do Cerrado dos Bezerros. Pode-se de forma clara observar no gráfico que as temperaturas mais altas são obtidas nas estações que se encontram a menor altitude enquanto que as de maior altitude registam valores de temperatura menores.
10 12 14 16 18 20 22 24
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês T e m p er atu ra (º C )
P o nta Delgada No rdela Cerrado do s B ezerro s Furnas Chã da M acela
Figura 3.1 – Valores médios da temperatura do ar (ºC), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel.
Quanto à análise da amplitude térmica pode-se concluir que esta varia entre os 4,8ºC (Chã da Macela) e os 9ºC (Furnas). A amplitude térmica tem a sua maior expressão nos nesses de verão.
4 5 6 7 8 9 10
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês
(º
C
)
P o nta Delgada No rdela Cerrado do s B ezerro s Furnas Chã da M acela
Figura 3.2 – Valores da amplitude da temperatura do ar (ºC), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel.
PRECIPITAÇÃO
Como já foi referido anteriormente a precipitação aumenta consideravelmente em altitude por essa razão as estações instaladas a menor altitude registam valores de precipitação menores. De uma forma regular a precipitação é mais elevada nos meses de Inverno e menor nos meses de verão (Junho, Julho e Agosto). Como se observa no gráfico da figura 3.3 o valor mais alto é o de 323,8 mm registado na estação das Furnas, correspondente à média mensal do mês de Novembro, que se revela como o mês mais chuvoso. O mês de menor precipitação é o de Julho com um valor de 29,5 mm para a estação de Ponta Delgada.
0 50 100 150 200 250 300 350
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês P rec ip it aç ão (m m )
P o nta Delgada No rdela Cerrado do s B ezerro s Furnas Chã da M acela
Figura 3.3 – Valores médios da precipitação total (mm), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel
Quanto à precipitação acumulada ao longo do ano, segundo o gráfico da figura 3.4, a estação da Nordela atinge os 994 mm/ano e a estação da Furnas chega aos 2252,2 mm/ano. 1027.1 994.0 1900.3 1665.5 2252.2 0 500 1000 1500 2000 2500 Ponta Delgada
Nordela Cerrado dos
Bezerros Furnas Chã da Macela Mê s P rec ip it aç ão ( m m )
HUMIDADE RELATIVA
A humidade relativa o ar aumenta em altitude, os valores mais baixos registam-se na estação de Ponta Delgada situando-registam-se entre os 82% e os 86%. Os valores mais elevados situam-se entre os 88% e os 92% e correspondem às estações das Furnas e do Cerrado dos Bezerros.
76 78 80 82 84 86 88 90 92 94
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês Hu m id a d e Re la ti v a ( % )
P o nta Delgada No rdela Cerrado do s B ezerro s Furnas Chã da M acela
Figura 3.5– Valores médios da humidade relativa do ar às 9 horas (%), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel
VENTO
Para a análise do vento apenas existem valores para três estações: Ponta Delgada, Nordela e Cerrado dos Bezerros. A estação escolhida para servir de referência foi a de Ponta Delgada onde são observadas frequências de (figura 3.6) de 20% para o rumo Norte, 15,5% para o rumo Nordeste e 14,4% para o rumo Oeste, sendo estes os rumos predominantes.
A velocidade média do vento observa-se no mês de Fevereiro (figura 3.7), com um valor de 13,1 km/h. Com 9 km/h apresenta-se o mês de Agosto sendo este o mês menos ventoso.
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 N NE E SE S SW W NW Frequencia (%) Velocidade (Km/h)
Figura 3.6 – Valores da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, médios
mensais, na estação meteorológica de Ponta Delgada. 0.0 5.0 10.0 15.0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Figura 3.7 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h), na estação
meteorológica de Ponta Delgada.
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 N NE E SE S SW W NW
Frequência do V ento (%) V elocidade do V ento (km/h)
Figura 3.8 – Valores médios mensais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, na estação meteorológica da Nordela.
0 5 10 15 20 25 Ja n Fe v Ma r Abr Ma i Jun Jul Ago Se t Out Nov De z
Figura 3.9 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h), na estação
0 5 10 15 20 25 N NE E SE S SW W NW Frequência (%) V elocidade (km/h)
Figura 3.10 – Valores médios mensais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h) por rumo, na estação meteorológica do Cerrado
dos Bezerros. 0 5 10 15 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Figura 3.11 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h) , na estação meteorológica do Cerrado dos Bezerros.
NEBULOSIDADE
De acordo com o gráfico da figura 3.12, os valores da nebulosidade (às 9 horas) variam entre os 7/10 e os 8/10 na estação de Chã da Macela, sendo esta a estação onde se regista maior nebulosidade. Nas Furnas é observada uma nebulosidade que se situa é entre os 5/10 e os 7/10. 4 5 6 7 8 9 10
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mê s
Ponta Delgada Nordela Furnas Chã da Macela
Figura 3.12 – Valores médios da nebulosidade total (horas), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de São Miguel (Não existem valores para a estação do Cerrado dos Bezerros).
3.1.1.2.Análise estatística dos elementos climáticos da ilha de Santa Maria
Os valores que serviram de referência para esta análise estatística foram recolhidos nas seguintes estações meteorológicas do IM:
- Estação Meteorológica do Aeroporto, a 100 metros de altitude, com latitude de 36º58’ Norte, com longitude 25º10’ Oeste, durante o período de 1961 a 1990;.
- Estação Meteorológica das Fontinhas, a 430 metros de altitude, com latitude de 36º57’ Norte, com longitude 25º05’ Oeste, durante o período de 1961 a 1990.
Os valores e a representação gráfica das diferentes variáveis climáticas para cada uma das estações referidas encontram-se no Anexo II.
TEMPERATURA DO AR:
Para a ilha de Santa Maria a variação da temperatura média do ar varia de forma regular ao longo de todo o ano e para as duas estações meteorológicas em análise. O valor mais elevado, 22,2 ºC, regista-se no mês de Agosto na estação do Aeroporto. O valor mais baixo, 11,2 ºC, regista-se no mês de Fevereiro na estação das Fontinhas, (gráfico da figura 3.13).
10 12 14 16 18 20 22 24
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês T e m p er atu ra (º C ) Aeroporto Fontinhas
Figura 3.13– Valores médios mensais da temperatura do ar (ºC), nas estações climatológicas da ilha de St.ª Maria.
Como se constata no gráfico da figura 3.14 a menor amplitude térmica média mensal é de 3,9ºC na estação do Aeroporto em Novembro. O valor mais elevado da amplitude térmica média mensal observado nas duas estações no mês de Julho corresponde a 5,9ºC,. Na ilha de Santa Maria a amplitude não sofre alteração significativa entre o verão e o Inverno.
0 1 2 3 4 5 6 7
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês T e m p er at u ra ( ºC ) Aeroporto Fontinhas
Figura 3.14 – Valores da amplitude média mensal da temperatura do ar (ºC), nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria.
PRECIPITAÇÃO
A menor precipitação média mensal observada na estação do Aeroporto corresponde a 22,4 mm no mês de Junho. De uma forma regular a precipitação é mais elevada nos meses de Inverno e menor nos meses de verão. No caso de Santa Maria é nos meses de Maio, Junho e Julho que se observam as menores precipitações (gráfico da figura 3.15). O valor médio mensal mais alto corresponde aos 177,5 mm resultantes do registos do mês de Dezembro na estação das Fontinhas.
0 50 100 150 200
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
M ês P reci p it ação ( m m ) Aeroporto Fontinhas
Figura 3.15– Valores médios da precipitação total (mm), mensais, nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria.
Quanto à precipitação acumulada (gráfico da figura 3.16) na estação do Aeroporto atinge os 775,2 mm/ano enquanto que na estação das Fontinhas chega aos 1351,5 mm/ano.
775,2 1351,5 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 Aeroporto Fontinhas Mês P rec ip it aç ão ( m m )
Figura 3.16 – Valores acumulados da precipitação total (mm), anuais, nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria.
HUMIDADE RELATIVA
Tal como nas restantes ilhas a humidade relativa do ar em Santa. Maria aumenta com a altitude. Os valores da humidade relativa média mensal mais baixos observados correspondem ao registos à estação do Aeroporto, entre os 79% e os 82%, enquanto que os valores mais elevados, que se situam entre os 86% e os 91%, correspondem aos registos da estação das Fontinhas (gráfico da figura 3.17).
72 74 76 78 80 82 84 86 88 90 92
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Mês
%
Fontinhas Aeroporto
Figura 3.17 – Valores médios mensais da humidade relativa do ar às 9 horas (%), nas estações meteorológicas da ilha de St.ª Maria.
VENTO
Para a análise do vento foi escolhida a estação do Aeroporto para servir de referência. Quanto à frequência esta ronda os 18,2% no rumo Noroeste, sendo este o rumo predominante.
A velocidade média mensal atinge o seu valor mais elevado no mês de Fevereiro, com um valor de 13,3 km/h, enquanto que apenas se observa em média 7,9 km/h no mês de Agosto. 0 5 10 15 20 25 N NE E SE S SW W NW Velocidade (km/h) Frequência (%)
Figura 3.18 – Valores médios anuais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h)
por rumo, na estação meteorológicas do Aeroporto. 0 5 10 15 20 25 30 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Figura 3.19 – Valores médios mensais da velocidade do vento (km/h), na estação
0 5 10 15 20 25 N NE E SE S SW W NW Velocidade (km/h) Frequência (%)
Figura 3.20 – Valores médios anuais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h)
por rumo, na estação meteorológica das Fontinhas. 0 5 10 15 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
Figura 3.21 – Valores médios mensais da frequência (%) e velocidade do vento (km/h)
por rumo, na estação meteorológica das Fontinhas.
NEBULOSIDADE
Segundo o Gráfico 3.22, os valores médios mensais da nebulosidade têm o seu valor mais baixo no mês de Agosto, 6/10 (às 9 horas), 5/10 (às 15 e 21 horas), o mês de Fevereiro apresenta os valores de 8/10 (às 9 e 15 horas) e 7/10 (às 21 horas).
4 5 6 7 8 9 10
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
M ês
Ho
ra
s
9 horas 15 horas 21 horas
Figura 3.22 – Valores médios mensais da nebulosidade total (horas), na estação meteorológica do Aeroporto.
3.1.2. Modelos de Base Física
Os modelos de base física assentam na interpretação e reprodução do funcionamento dos sistemas através de equações que integram os princípios e as leis que os regem. Desta forma, a estes modelos corresponde uma visão e um acompanhamento sistémico dos processos que caracterizam o funcionamento do sistema modelado (Azevedo, 1996).
Estes modelos permitem “simular” a realidade com um determinado grau de aproximação, sendo possível submete-la de uma forma mais expedita, barata e inócua ao processo científico e, ainda, ensaiar diferentes “realidades” a partir de enquadramentos fictícios distintos. Na prática, desde que previamente testados, calibrados e validados para os diferentes enquadramentos em que são aplicados, podem conduzir rapidamente à visualização de resultados, ao acompanhamento de processos longos ou complexos que de outra forma não poderiam ser seguidos, e à obtenção de soluções para problemas concretos nos mais variados domínios (Viessman et al, 1989 In Azevedo, 1996).
Face à complexidade do meio insular e ao número limitado de pontos de observação, torna-se necessário, para uma caracterização climática do arquipélago, a adopção de modelos que, devidamente fundamentados, generalizem espacialmente a informação disponível (Azevedo, 1996).
3.1.2.1.Modelo CIELO
Na descrição deste modelo segue-se muito de perto o texto original de Azevedo (1996)
O modelo CIELO2, desenvolvido por Azevedo (1996), tem como objectivo simular o clima local em regiões insulares de pequena dimensão espacial, mas com uma orografia complexa a uma escala que se ajuste com aquela em que se desenvolve a
actividade humana, ou em que a variação das condições climáticas tenham impacto significativo sobre o ambiente e os recursos naturais.
Além da simulação do clima local, em condições específicas, este modelo pretende de uma forma expedita produzir contínua, cartografia e informação numérica dos dados climático relevantes, não só para o estudo do clima insular, mas também para aplicação em outros campos científicos como a ecologia, a hidrologia, etc (Arruda, 2004).
Tendo como um dos objectivos a funcionalidade o modelo apenas depende de informação meteorológica mais generalizada registada à superfície, evitando assim a necessidade de recorrer a observações mais complexas e de maior custo.
De uma forma geral e simplista o modelo recorre às condições de fronteira espacial definidas por um modelo tridimensional do terreno sobre o qual se impõem os mecanismos advectivos resultantes da simulação da circulação do ar sobre o território. Quer a criação do modelo digital do terreno3 (MDT) em formato raster4, quer a
simulação numérica dos processos de cálculo recorrem ás capacidades de manipulação ou edição dos formatos grid utilizados em SIG.
De acordo com o autor, admite-se por hipótese existir, na generalidade, uma relação entre o evoluir das características dinâmicas e termodinâmicas das camadas mais baixas da atmosfera e deslocação sobre o território (transporte advectivo) que, ao serem afectados por factores climáticos de expressão local, permitem, com base em conceitos físicos, estimar a evolução das condições climáticas observadas àquele nível.
No modelo considera-se como representativo do ar em circulação uma parcela homogénea e finita do mesmo (partícula à escala aerológica), cujas características termodinâmicas e dinâmicas iniciais são deduzidas dos dados meteorológicos observados numa estação meteorológica padrão, tomada como referência, cujos registos são considerados representativos das condições climáticas à escala regional.
3 A designação de modelo digital do terreno corresponde à representação, por meios informáticos, de uma
superfície contínua da crusta terrestre, através de um conjunto de pontos seleccionados definidos pelas respectivas coordenadas x, y e z (In Azevedo, 1996).
Conceptualmente, da integração bidimensional das parcelas de ar resulta uma lâmina de ar em deslocação sobre o território que apresenta as mesmas propriedades ao nível de toda a fronteira de barlavento (fronteira de iniciação).
Deste modo, e de acordo com Azevedo (1996):
O modelo é baseado no conhecimento das condições iniciais e posterior acompanhamento, ao longo de um perfil altimétrico específico, do comportamento de um volume de ar, de massa inicial unitária, que se desloca no seio de um fluxo laminar contínuo e que aborda a ilha, de acordo com a velocidade e direcção do vento;
A unidade de volume de ar, obrigada a contornar a ilha em altitude, fá-lo mantendo o mesmo rumo e sofrendo expansões e compressões adiabáticas, das quais resultam transformações internas com implicações na variação da respectiva temperatura, humidade relativa e, desde que reunidas as condições necessárias, mudanças de fase da água nele contidas;
Sendo o modelo conservativo no que respeita à massa e à energia, a quantidade total de água contida na unidade de volume no início do seu percurso sobre a ilha iguala, em qualquer ponto do seu trajecto, o conjunto da que permanece sob a forma de vapor, mais a que, na forma líquida, permanece em suspensão e aquela que precipitou até aquela posição da sua trajectória;
Atendendo à reduzida dimensão do território e às características de circulação em equilíbrio dinâmico ao nível dos limites conceptuais do modelo, a simulação dos campos da temperatura e do estado higrométrico do ar não são dependentes nem da intensidade da circulação (caudal do ar) nem do tempo, mas apenas das condições de iniciação e fronteira; isto é, mantendo-se as mesmas condições de iniciação e fronteira, mantém-se o mesmo padrão da temperatura, humidade do ar e nebulosidade orográfica, independentemente do tempo decorrido. Porém, no caso da precipitação, sendo um processo cumulativo, a sua quantificação depende do caudal de ar que aborda o território e, por conseguinte, da velocidade da circulação atmosférica;
No balanço da componente gasosa e líquida da substância água no interior da unidade de volume de ar, são considerados três processos dos quais resultam implicações na evolução das respectivas características termodinâmicas (figura 3.23): i) a condensação (C) que ocorre por arrefecimento adiabático; ii) a evaporação (E) da água líquida em suspensão que ocorre por aquecimento adiabático; iii) a precipitação de uma fracção de água líquida em suspensão, desde que reunidas as condições necessárias;
Ror fronteira conceptual precipitação orográfica r(1) r(2) = r(1) r(5) = r(1) r(4) < r(1) r = razão de mistura do vapor de água
ql(1) = 0 ql(5) = 0
ql = razão de mistura da água condensada por efeitos orográficos ql(2) = 0
ql(3) > 0
ql(4) = 0 r(3) < r(1)
Rr
Rr- precipitação regional; Ror- precipitação orográfica; C- condensação;
E - evaporação; X-progressão do modelo de acordo com o sentido da circulação atm.; r- razão de mistura (vapor de água); ql- razão de mistura (água líquida em suspensão);
E C
Rr
progressão do modelo ao longo de X
Rr Rr
ql(2)´> 0 r(2)´< r(1)
Figura 3.23 – Domínio conceptual do modelo CIELO (Azevedo, 1996)
Na modelação desta última componente considera-se que: i) atingido o ponto de saturação e mantidas as condições de arrefecimento da massa de ar por ascensão adiabática, resulta um remanescente de água líquida em suspensão, considerada como representativa (não em termos absolutos mas em termos relativos) da nebulosidade orográfica média sobre a posição; ii) desta, uma fracção (α) precipita. O remanescente da água em suspensão na forma líquida (1 – α) passa à posição seguinte juntando-se-lhe a que condensa nessa posição. A fracção α é um parâmetro de calibração do modelo;
A fracção da água, que precipita, assume-se como representativa da precipitação referente à unidade de volume de ar em deslocação sobre aquela posição (R´or). O campo de valores obtidos em todas as posições do domínio assume assim o significado da variação relativa da precipitação por efeitos orográficos num determinado enquadramento de condições de fronteira e iniciação.
Considerando que a quantificação da precipitação se refere a um determinado intervalo de tempo (> dia), onde se podem observar diferentes condições de iniciação, de orientação e de intensidade da circulação atmosférica (diferentes condições de fronteira), o contributo de cada um dos padrões de circulação para a configuração da distribuição da precipitação é determinado pela ponderação de R´or em função da velocidade média do vento (Vv) em cada um dos rumos observados e em função da respectiva frequência relativa (Frv) no período de tempo considerado. Desta ponderação, aplicada ao valor de R´or obtido para todas as células do domínio, resulta o padrão da distribuição relativa da precipitação (R``or) para o intervalo de tempo considerado.
A avaliação absoluta da distribuição da precipitação orográfica (Ror) é obtida a partir da afectação dos valores relativos (R``or), a um factor de escala único para todo o domínio (designado por factor de escala D), cujo significado traduz o conjunto dos restantes aspectos que condicionam os restantes fenómenos pluviosos, nomeadamente o tempo decorrido, as características da atmosfera que contribuem para precipitação, a instabilidade atmosférica e a componente vertical da quantidade de movimento. O factor de escala (D) é estimado a partir de um modelo simples de regressão linear, devidamente calibrado localmente, e em função da precipitação regional (Rr) registada na estação de referência que é, também, necessariamente influenciada por aqueles aspectos;
Assim, a reconstituição do campo do total da precipitação (Rtot), durante um determinado intervalo de tempo, é feita integrando as duas componentes – precipitação orográfica (Ror) e precipitação regional (Rr) – através de três fases: i) determinação da configuração da deposição relativa da precipitação orográfica em todo o domínio; ii)
